JP2013538387A - 負荷へのエネルギー出力および／またはエネルギー分配網へのエネルギー供給を計画および／または制御する方法 - Google Patents

Abstract

負荷（２）へのエネルギー送出および／またはエネルギー分配網（１）へのエネルギー供給を計画および／または制御する方法において、第１のエネルギー供給機関から、予想される目下のおよび／または計画された料金および／または電源負荷に関して、また該当する料金および／または電源負荷の発生確率に対する値に関して第１のメッセージを形成し、送信する。

Description

本発明は、請求項１の上位概念による方法に関する。

エネルギー供給網の加入者に配置され、そこでエネルギー供給網に接続された電気負荷を、エネルギー供給網の運営者によって入り切りし、制御することは公知であり、エネルギー供給企業によって計画されている。この場合、所定の時間内にある程度の電気エネルギー需要があると、これがエネルギー供給企業に加入者またはユーザによって通報される。エネルギー供給企業は、到来する多数の加入者のこれに関する種々の問合せに基づいて個々の加入者を申請時間内に接続し、これにより既存の供給網の能力を十分に活用し、とりわけ供給網の過負荷を回避する。

ここでの欠点は、双方向通信によってエネルギー供給企業が加入者のプライベート領域を覗き込むことである。これはデータ保護およびプライベート領域の保護の理由から問題である。通報された需要に基づいて、運転すべき電気機器、たとえば貯湯式湯沸かし器、電気自動車、庭水やりシステム等を推定することができる。これによりさらに加入者の生活状態を推定することができ、たとえば何人の住民が相当の家計を有しているか、どの時間に加入者が在宅しているか否か等を推定することができる。加入者自体は自分のデータ管理について同意または制限することができない。さらに当該データへの不正アクセスを排除することができない。さらに加入者は自分の機器の実際の使用がエネルギー供給企業に知られてしまい、もはや「一家の主」ではなくなる。

実際上のさらなる欠点は、料金払い戻しに柔軟性が乏しく、エネルギー負荷および電源負荷の計画がさほどできないことである。通知された料金にはこれまでの拘束性があるから、新たな料金が支払われることは滅多にない。通常は、高料金から低料金へ、または低料金から高料金へ毎日、二度切り替わる。しかし短時間のボトルネックのため、良好なエネルギー生産をもたらすことができる短期間の料金は存在しない。とりわけ特定の環境に依存することがしばしばである再生可能エネルギーを使用する場合、専用の料金の通知が問題とある。なぜなら予測された供給量を、環境が原因で最終的に供給できないことが良くあるからである。そのため電源負荷の計画およびエネルギー負荷の計画が非常に難しくなり、実際の状況に適合して計画することができない。短時間適用可能な料金または電源負荷もしくは負荷特性を制御するための他の情報のエラーによって、エネルギー生産または電源負荷の真の特性を公正にする計画を行うことができなくなる。

したがって本発明の課題は、冒頭に述べた形式の方法において、前記欠点を回避することができ、均等な電源負荷と供給を指向した負荷計画を達成することのできるような方法を提供することである。

本発明によれば、この課題は請求項１の特徴によって解決される。これにより料金および電源負荷をフレキシブルに計画することができる。ここでは料金が提供され、電源負荷が予測されるだけではなく、付加的な記述により補完することのできる該当の記述が付加的な確率値により考慮される。この確率値は、どの程度の確率で当該記述が発生するかを示す。第１のメッセージを繰り返し更新することにより、確率値を常時適合することができる。これにより、たとえば負荷に対してエネルギー低減の長期的計画が可能になる。なぜなら該当する料金が天候に依存して実際に発生するか否かを推定することができるからである。とりわけこれにより、数時間から数日の範囲での中期的計画を格段に改善することができる。

これによりさらに、エネルギー供給業者がより頻繁に種々の料金を提供することができる。なぜなら料金をそれらが発生するまでの時間により適合することができるからである。負荷側ではこれによりエネルギーの購入を長期間かつフレキシブルに計画することができるという利点が得られる。とりわけハウス側の光電池設備も含む種々のエネルギー提供者またはエネルギー供給業者の料金および電源負荷の予測を比較することにより、固有のエネルギー消費、その時間枠、ならびに自律的なエネルギー生産をより良好に計画することができる。

本発明の対象の手段により、関与するすべてで有利な状況が得られる。エネルギー分配網の提供者は自分の分配網の負荷をより良好にとりわけバランス良く予測し、負荷ピークが緩和される。加入者または顧客、および提供者はより改善された計画をすることができる。環境に依存するエネルギー生産の提供者は効率的に利用することができる。エネルギー生産を計画することができるからである。代替エネルギー生産をより良好に利用できるので一般的および良好な電力利用が可能である。これにより電流分配網の負荷を緩和することができ、負荷のエネルギーコストも低下する。これにより電流分配網の良好な負荷が可能であり、これにより電流分配網の建造を省略することができる。

本発明は、請求項９による方法にも関するものである。したがって本発明の課題は、冒頭に述べた形式の方法において、前記欠点を回避することができ、データ保護の確保の下で均等な電源負荷を達成することである。

本発明によればこのことは、請求項９の特徴によって達成される。これにより良好で均等な電源負荷およびエネルギー分配網の負荷が達成され、同時に、加入者のプライベート面での保護に関して憂慮する必要がない。なぜならデータがエネルギー供給企業に通知されることはないからである。必要なエネルギー量は負荷に少なくとも部分的に提供され、この部分に関してエネルギー供給企業は重要でない電源負荷を通知する。エネルギー供給企業が料金情報だけを発行する場合、該当する負荷をどの時点でエネルギー分配網に接続するか計画することができ、この料金情報に基づき同じ作用を達成することができる。料金は通常、エネルギー供給企業により、種々の時点での異なる電源負荷の観点で作成される。したがって特定の時間でのコスト的に有利な料金は小さな電源負荷、すなわち空き容量を意味する。これにより「スイッチオンの主権」は加入者側にあり、エネルギー供給企業に引き渡されることはない。

本発明はさらに請求項１３による方法に関するものである。通常、エネルギー供給網の負荷または加入者は特定のエネルギー供給企業と契約する。したがって加入者は結果としてこれらの負荷に結びついており、他のエネルギー供給企業の提供に応じてこれを受け入れることはできない。しかしそのため、加入者または顧客は価格体系や提供されるエネルギーの種類に影響を及ぼすことがない。顧客は現在の所、所要の電流を風力発電所から引くことはできず、環境に悪影響のある電流を放棄することができない。

したがって本発明の課題は、前記形式の方法において、前記欠点を回避することができ、引き出すべきエネルギーに関する選択可能性を加入者によって達成することのできる方法を提供することである。

本発明によればこの課題は請求項１３の特徴によって解決される。

これにより、エネルギー分配網の加入者に、使用可能または提供されている場合には、たとえばコストまたは環境保護の点で加入者の要求に適うエネルギーを供給することができる。これにより加入者または消費者は、エネルギー供給企業に対してエネルギー取り出しガイドラインを意図的に設定することができる。なぜなら加入者はとりわけエコロジカルに生産された電流および／または熱に対しては、原子力発電からの電流に対するよりも高い料金を払う用意があるからである。

従属請求項は、本発明のさらなる有利な構成に関するものである。請求項の文言が明確に引用されており、これによりこの箇所の請求項は、関連付けにより明細書に取り込まれ、言葉として再現される。

本発明を、有利な実施形態が例として示された添付図面を参照して詳細に説明する。

本発明の切替機器の第１の有利な実施形態を備える本発明のシステムの有利な実施形態を示す図である。 本発明の切替機器の第２の有利な実施形態を示す図である。

図１は、エネルギー分配網１に接続された少なくとも１つの負荷２へのエネルギー送出を制御するための本発明のシステムの有利な実施形態を示す。このシステムは、エネルギー分配網１に接続された少なくとも１つの負荷２へのエネルギー放出を制御するための装置５を有する。この装置５は、第１のエネルギー供給企業の第１のメッセージを受信するための少なくとも１つの第１の通信インタフェース６と、前記負荷２の第１の必要データを受信するための第２の通信インタフェース７と、前記負荷２を少なくとも間接的に切り替えるための制御インタフェース８と、前記負荷２へのエネルギー放出を制御するための第１の制御ユニット３とを有する。さらに図１の有利なシステムは切替機器４を有し、この切替機器はこれに接続された負荷２を所定のように運転開始するように構成されている。切替機器４は電流取り出しインタフェース１０と電流受け入れインタフェース１１、およびスイッチ接点１２を有する。スイッチ接点１２は、閉じた位置では電流取り出しインタフェース１０と電流受け入れインタフェース１１と間の電流経路を閉鎖する。切替機器４はさらに、切り替えジョブを受信するための第３の通信インタフェース１３と、スイッチ接点１２を操作するためのアクチュエータ１４とを有する。

この種のシステムによって良好で均等な電源負荷およびエネルギー分配網１の負荷を達成することができる。同時に、加入者のプライベート面の保護に関しての憂慮が不要である。ここでは、電源負荷がクリティカルでない時間に負荷２を運転することができる。この種のシステムによってさらに負荷のエネルギーコストを低減することができる。これは使用可能なエネルギー供給企業が複数ある場合に、それぞれもっとも有利なものを選択することにより行われる。

本発明のシステムは好ましくは種々のエネルギー供給網１により使用される。したがって加入者にエネルギーを供給またはエネルギーを配分するためのネットワークが設けられており、とりわけ電気エネルギーまたは熱エネルギーの形のエネルギーを供給するためのネットワークが設けられている。したがってとくに有利な２つのエネルギー供給網の形式は電気分配網または地域熱網である。本発明の対象の有利な構成を、電気エネルギー供給網１に基づいて詳細に説明する。

エネルギー分配網１に接続された少なくとも１つの負荷２へのエネルギー放出を制御するための本発明の装置５は少なくとも１つの第１の通信インタフェース６を有し、この通信インタフェース６は第１のエネルギー供給企業の第１のメッセージを受信するために設けられており、および／またはそのように構成されている。第１のメッセージは、目下の料金および／または将来の料金に関して有利なデータのようなエネルギーの供給に関する情報、および／または目下の電源負荷および／または将来の電源負荷に関する情報、および／または所定の時間内での電気エネルギーパケットのような特別の提供（たとえば５ｋW／hを基準にして以降２時間以内は所定の値段で購入）に関する情報、および／またはエネルギー産出の形式、とりわけ提供される電流がいわゆる再生エネルギー、たとえば水力、太陽エネルギーまたは風力からのものであるか、または化石燃料または次世代燃料の燃焼、たとえば原子力で形成されたものであるか否かの情報である。これらの情報は、送出可能なエネルギー量および／または計画された送出可能な電力および／または使用可能な最大電力および／または計画された送出可能な電流強度を含むこともできる。

さらに第１のメッセージは、該当する料金および／または電源負荷の発生の確率に対する値を含む。ここで指示される確率値は、電源負荷の確率および／または送出量の確率、および／または料金の確率、および／または料金の分散範囲の確率に関係することができる。さらに、前記の条件について準備されるエネルギー量の記述に少なくとも１つの確率値が関連付けられ、条件の準備が所定の確率で計画される。

第１のメッセージについての記述はさらに前記第２及び第３のメッセージに関連する。

好ましくは計量的予測データならびに統計的電源負荷データが評価され、これらのデータに基づいて料金および／または電源負荷が計画され、計画された料金および／または電源負荷を維持する確率に対する値が求められる。

以下で概念：エネルギー供給者またはエネルギー供給企業は部分的に同義に使用される。ここではエネルギー供給企業の他に、小発電所、たとえば小風力発電所または太陽電池施設も含まれる。

第１のメッセージは、第１のエネルギー供給者またはエネルギー供給企業により準備され、たとえば電源線路または他の線路接続または無線インタフェースを介して電流計１７に通知される。好ましくは第１の通信インタフェース６は、有線インタフェース、たとえば電力線、ＴＣＯ／ＩＰ等として、または無線インタフェース、たとえばＧＳＭ、ＵＭＴＳ等として構成されており、有線インタフェースとＷＬＡＮモデムとの組み合わせである混合形態も可能である。とくに好ましくは第１の通信インタフェース６は単方向インタフェースとして構成されており、受信部だけを有する。これによりデータをエネルギー供給企業に持続的に送信し、操作することを阻止できる。しかし料金の受け入れを確認するために、デュプレックス通信を可能にする双方向インタフェースを設けても良い。

装置５は、負荷２へのエネルギー送出を制御する第１の制御ユニット３を有する。さらに第１の制御ユニット３は好ましくは、装置５と別のコンポーネントとのデータ交換を制御し、場合により到来するデータを記憶するように構成されている。このために第１の制御ユニット３は好ましくはメモリを有するか、またはメモリと回路技術的に接続されている。

第１の制御ユニット３は好ましくはマイクロコントローラまたはマイクロプロセッサとして構成されており、離散的構造のステートマシンとして設けることもできる。

装置５はさらに第２の通信インタフェース７を負荷２の必要データの受信のために有する。第２の通信インタフェース７は、少なくとも１つの負荷２の動作パラメータを入力するために設けられている。これらのインタフェースは任意の形式に構成することができ、対応するデータを受信し第１の制御ユニット３にさらに伝送することができる。装置５のとくに簡単な実施形態では、第２の通信インタフェース７が装置５に直接組み込まれた所定数のスイッチおよび／またはキーボード、とりわけ英数字キーボードとして構成されている。

図１に示した実施形態では第２の通信インタフェース７が線路接続されたインタフェースとして構成されており、これに第２の入力ユニット１８、好ましくはキーボードが回路技術的に接続されている。その利点は複数の第２の入力ユニット１８を設けることができることであり、第２の入力ユニット１８は第２の通信インタフェース７に接続されており、動作的な理由から有利であると見なされる箇所に配置することができる。

第２の通信インタフェース７は任意の形式の有線または無線インタフェースとして構成されており、とりわけ双方向インタフェースとして設けられている。および／またはＵＳＢ、イーサネットまたはＩＥＥＥ１３９４のようなバスインタフェースとして構成されており、これにより複数の入力ユニット１８を第２の通信インタフェース７を介して制御することができる。さらに第２の通信インタフェース７はＴＣＰ／ＩＰモデムとして構成することもでき、そのために必要な別の回路技術的構成群を有する。

さらに装置５は、少なくとも間接的に負荷２をスイッチオンするために制御インタフェース８を有する。とくに簡単な実施形態では、制御インタフェース８が２つの電気的に一義的な状態、たとえばハイとローを準備し、一方の状態ヒア負荷２のスイッチオンを意味し、他方の状態は該当する負荷２のスイッチオフを意味する。好ましくは制御インタフェース８は、リレーまたは半導体回路を切り替えるように構成されており、好ましい改善形態ではアナログまたはデジタル制御回路の一部を形成する。好ましくは制御インタフェース８は、ＥＩＢ、ＫＮＸ、電力線のようなバスインタフェースとして、または無線アクチュエータを制御するためのインタフェースとして構成されており、これにより装置５を複数の負荷２に接続することができる。

本発明の装置の別の実施形態では、少なくとも１つの第４の通信インタフェースが、第１のエネルギー供給企業および／または第２のエネルギー供給企業に情報を送信するために設けられている。これにより装置５と第１のエネルギー供給企業とのデータ交換を行うことができ、統計的データを通知し、または後で説明するように提供された料金の受け入れを確認することができる。

図１は、装置５の好ましい実施形態のブロック回路図を示す。ここで第１の通信インタフェース６は回路技術的に第１の制御ユニット３と接続されており、第１の制御ユニット３は回路技術的に第２の通信インタフェース７および制御インタフェース８に接続されている。第１の通信インタフェース６は、情報伝送が可能であるように通信技術的に電流計１７と接続されている。第２の通信インタフェース７も同様に通信技術的に第２の入力ユニット１８と接続されている。

図示の有利な実施形態では第１の制御ユニット３が第１の入力ユニット９と接続されている。

さらに装置５は、エネルギー供給のための電源部を有する。さらに第１の制御ユニット３には第１の入力ユニット９、たとえばキーボードを接続することができ、これにより装置５またはシステム全体の一般的コンフィギュレーションを簡素化することができる。これに関連して、第１と第２の入力ユニット９、１８を一体的に構成することができる。または従来のＰＣを第１の制御ユニット３に接続することができる。

好ましくは、装置５の個々の構成群は絶縁材料ハウジング内に配置されている。

図１は、切替機器４に接続された負荷２を所期のように運転開始するための本発明の切替機器４の第１実施形態を示す。切替機器４は電流取り出しインタフェース１０と電流受け入れインタフェース１１、およびスイッチ接点１２を有する。スイッチ接点１２は、閉じた位置では電流取り出しインタフェース１０と電流受け入れインタフェース１１と間の電流経路を閉鎖する。切替機器４はさらに、切り替えジョブを受信するための第３の通信インタフェース１３と、スイッチ接点１２を操作するためのアクチュエータ１４とを有する。この種の切替機器４により、これに接続された負荷２の遠隔制御による運転開始も可能である。

本発明の切替機器４は、電流受け入れインタフェース１１として構成されており、たとえばねじクランプの形態の入力端と、電流取り出しインタフェース１０として構成されており、たとえばコンセントの形態の出力端とを有する。さらに切替機器４は第３の通信インタフェース１３を有し、この第３の通信インタフェース１３は装置５の制御インタフェース８と通信するために設けられており、対応して構成されている。

切替機器はスイッチ接点１２を有し、接点の少なくとも一方は可動に構成されている。スイッチ接点は開放および閉鎖することができ、スイッチ接点１２は閉鎖位置では電流取り出しインタフェース１０と電流受け入れインタフェース１１と間の電流経路を閉鎖する。切替機器４は電流経路を遮断するために１つのスイッチ接点１２だけを有することができる。しかしとくに有利には各線路に対して、すなわち中立線路とエネルギー分配網１の相に対して一組のスイッチ接点１２が設けられている。

切替機器４はさらにアクチュエータ１４を有し、このアクチュエータ１４は電気入力値を機械的運動に変換する。好ましくはアクチュエータ１４は電気機械的装置、たとえば往復電磁石として構成されており、アクチュエータは圧電作用または磁気ひずみ作用を利用するように設けることができる。

アクチュエータ１４は機械的に可動の調整素子を有し、この調整素子は少なくとも１つの可動スイッチ接点１２と接続されている。

スイッチ接点１２はアクチュエータ１４と機械的に結合されている。アクチュエータ１４はさらに電気入力側で第３の通信インタフェース１３と回路技術的に接続されている。

さらにアクチュエータ１４と一体的に構成することのできるスイッチ位置センサを設けることができる。このセンサも同様に第３の通信インタフェース１３と回路技術的に接続される。

さらに有利には、切替機器４は電圧または電流供給ユニット、とりわけ電源部を有し、第３の通信インタフェース１３とアクチュエータ１４はこの電圧または電流供給ユニットと回路技術的に接続されている。

有利には、切替機器４の個々の構成群は１つの絶縁ハウジング内に配置されている。

図２は、本発明の切替機器４の第２実施形態を示す。この第２実施形態はすでに示した第１実施形態に加えてさらなる特徴を有する。

有利には切替機器４は第２の制御ユニット１５を有し、この第２の制御ユニット１５は第３の通信インタフェース１３およびアクチュエータ１４と回路技術的に接続されている。これにより純粋な切り替えタスクの他に別のタスクも引き受けることができる。第２の制御ユニット１５は好ましくはマイクロコントローラとして構成されている。

とりわけこの関連で本発明の改善形態では、切替機器が、同一性識別子を記憶するためのメモリを有する。このメモリは第３の通信インタフェース１３および／または第２の制御ユニット１５と回路技術的に接続されている。これにより命令、状態および測定値を記憶し、後での評価のためおよびさらなる方法ステップで使用することができる。

図示の第２実施形態によればさらに、第２の入力ユニット１８が切替機器４に配置されている。

切替機器４はさらに少なくとも１つの第１のセンサ１６を、電流取り出しインタフェース１０を介する電流および／または電力送出の測定のために有する。ここで第１のセンサ１６は第３の通信インタフェース１３および／または第２の制御ユニット１５と回路技術的に接続されている。この種の第１のセンサ１６は好ましくは電流および／または電力送出ならびに測定信号の出力の時間的経過を記録するように構成されている。好ましくは第１のセンサ１６は少なくとも１つの電圧測定器、シャント抵抗、測定変換器および／またはフェルスターゾンデを含むように構成されており、とりわけ電力測定のために、複数の個々の測定機器、たとえば第２および第３の別のセンサの構成体が設けられている。さらに電流取り出しインタフェース１０での電圧を測定し、記録し、記憶するための第１のセンサ１６、および／または電圧信号を通信インタフェース１３および／または第２の制御ユニットに送出するための伝送線路を設けることができる。第１のセンサ１６により記録された信号を後で分析することにより、負荷２の形式を推定することができる。これにより指示された必要性と実際の必要性との不一致を識別することができ、同じ負荷２の反復動作の際に考慮することができる。

改善形態では切替機器４が、電流取り出しインタフェース１０を介する電流および／または電力送出の時間経過を画像領域および／または周波数領域で分析するように構成されている。これとは択一的に装置５を対応して構成することもできる。したがって切替機器および／または装置は有利には変換ユニットを有し、または変換ユニットが第１または第２の制御ユニット３、１５に実現されており、これにより第１のセンサ１６により記録された時間領域の測定信号を、ウェーブレット変換またはガボール変換を適用して周波数領域または画像領域に変換することができる。画像領域または周波数領域で信号をさらに分析することができる。

図２に示した実施形態では切替機器４が指示器またはディスプレイ１９を有し、動作状態および入力を指示することができる。

装置５と切替機器４を一体に構成することもでき、この場合は第１と第２の制御ユニット３、１５も一体に構成される。

本発明は、エネルギー分配網１に接続された少なくとも１つの負荷２へのエネルギー送出を制御するさらなる方法に関するものである。ここでは目下および／または将来の料金および／または電源負荷に関する第１のエネルギー供給企業の第１のメッセージが第１の制御ユニット３によって受信され、負荷２が制御可能な切替機器４、とりわけ制御可能なソケットに接続され、負荷２の必要エネルギーおよびこの必要エネルギーをカバーするための時間が第１の制御ユニット３に通知され、第１の制御ユニット３は切替機器４を所定の時間内で、負荷２の必要エネルギーを予想される最小電源負荷でも、および／またはもっとも有利な料金でカバーできる少なくとも１つの時間インターバルで導通接続する。

これにより良好で均等な電源負荷およびエネルギー分配網の負荷を達成することができる。同時に加入者のプライベート側面の保護に関して憂慮する必要がない。なぜならエネルギー供給企業にはデータが通知されないからである。少なくともエネルギー供給企業が電源負荷がクリティカルではないと通知した期間で、必要なエネルギーが負荷２で使用される。エネルギー供給企業が料金情報だけを出力する場合、該当する負荷２をどの時点でエネルギー分配網１に接続するかを前記料金情報に基づいて計画することができ、これにより同じ効果が達成される。料金は通常、時間が異なれば異なる電源負荷が生じるという観点でエネルギー供給企業によって設定される。したがって所定の時間内でのコスト的に有利な料金は電源負荷の小さいこと、つまり空き容量があることを意味する。これにより「スイッチオンの主権」は加入者側にあり、エネルギー供給企業に引き渡されることはない。

好ましくは本発明の簡単な実施形態による装置５は情報をエネルギー供給企業から受け取るが、情報をエネルギー供給企業に通知しない。エネルギー出力および負荷２の形式および／または個別の負荷２についてのデータをさらにエネルギー供給企業に通知することもできる。しかしこれに関して好ましくは、匿名データまたは比較的長い観察時間にわたって統計的に評価されたデータだけをエネルギー供給企業に通知する。このために装置５の改善形態では、装置５が第４の通信インタフェースを有し、情報またはデータを第１のエネルギー供給企業および／または第２のエネルギー供給企業に送信する。

本発明の方法により、発生するエネルギー消費の少なくとも一部が装置５によって計画される。ここでは所定の過程が、エネルギー供給企業が小さな電源負荷を予想する時間、たとえば夜間に意図的に実行される。または周辺に付加的なエネルギーが存在する場合に実行される。とりわけ本発明の方法はいわゆる電気チャージスタンドを駆動するためのものである。この電気チャージスタンドでは、純粋な充電過程で必要であるよりも車両の充電のために長い時間が必要である。現在、１時間から３時間で充電することのできる電気自動車がすでに存在する。この種の車両が夕方に充電のため電流網に接続されると、充電過程が直ちに開始される。つまりいずれにしろ電源負荷の大きい時間に開始される。本発明の対象により、どの形式の負荷２が切替機器４に接続されたか、たとえば電気自動車であるか洗濯機であるか、どれだけの必要エネルギーまたは必要電力をその装置が有しているか、そしてどの時間内にその必要性が発生するかが装置５に通知される。したがってどの時点までに電気自動車を充電すべきであり、洗濯機は洗濯を終了すべきであるから分かる。強く負荷された夕方の時間に電気自動車が接続されると、電気自動車のアキュムレータに蓄積された残りの電流を家庭電源網に送出することもできる。このことは全体電源負荷を低減し、経済的な利点を有する。すなわちこれにより、夕方のピーク料金時の電流を節約することができ、その代わりに電源負荷の小さい後の時間および料金的に有利な時間に充電される。電気自動車はこの場合、エネルギー蓄積器としてだけ使用される。

装置５は使用できるデータから、接続された負荷２がどの時点で運転を開始するか、またはその必要エネルギーをどの時点で抑制すべきかを求め、求めた時間をスイッチ接点の閉鎖のために切替機器４に指示する。

好ましくは装置５はエネルギーを準備する時点を反復的方法で求める。しかし好ましくは非常に高い計算コストに結びつく線形最適化アルゴリズムは設けられておらず、対応する最適化アルゴリズムが設けられている。

ここではソフトウエア決定またはファジーロジックが使用される。装置は使用可能な情報に基づいて決定を行う。この情報には確率値が付されている。これによりこれまでよりも格段に良好な結果を達成することができる。

ここでは加入者または装置５のユーザには、電源負荷の小さいこともしくは安いコストが優先されるか否か、または必要エネルギーをカバーしなければならない時点が知らされる。これにより装置５は、要求が満たされ入力パラメータ全体に十分な解決手段が見つからない場合には、負荷のための妥協策を得ようと努める。

負荷によるエネルギー消費が終了した後、または時間枠の経過後、切替機器４は第１の制御ユニット３により遮断される。エネルギー消費が充電過程の場合、または洗濯プログラムのようなプログラム制御過程の場合、負荷２はエネルギー消費を自分で終了する。

切替機器４が第１のセンサ１６を有する場合、このことが確定され、所定時間の待機後に切替機器４は遮断される。

さらにエネルギー供給企業が非常コードを装置５に通知し、装置５はこれに基づいて、接続された切替機器４全体のスイッチ接点１２を開放し、接続された負荷２全部を非作動にすることもできる。これはたとえば停電の場合に有利である。なぜなら電源またはそれに接続された発電所の運転再開時には電源負荷をできるだけ小さくすることが重要だからである。

負荷２の必要エネルギーを第１の制御ユニット３に通知するため、マニュアル入力の他に負荷２の必要エネルギーが電子的に第１の制御ユニット３に通知され、記憶される。これにより負荷の時間的な需要経過を考慮することができる。

このような時間経過は電源負荷を最適化するのにとくに有利である。なぜならこれにより負荷ピークをとくに良好に緩和することができるからである。とりわけ同じ機器または同じ負荷２が装置５で、またはこれと関連する切替機器４で繰り返し駆動された場合に有利である。ここでは、エネルギー送出の時間的経過がエネルギー送出中に負荷２の必要エネルギーをカバーするまで測定され、エネルギー送出データとして第１の制御ユニット３に通知される。これによりとくに良好な電源負荷が、対応する送出が使用されない負荷２でも可能である。

この関連で、特定の負荷２について記憶された複数のエネルギー送出データから、この特定の負荷２について記憶された必要エネルギーが所定の時間間隔で第１の制御ユニット３によりこれまで実際に行われたエネルギー送出に適合される。この種の適合により最適化を行うことができる。

本発明の方法では、どの負荷２またはどの機器が切替機器４の電流取り出しインタフェース１０に接続されているかを装置５に通知する必要がある。このために対応する入力が、第１および／または第２の入力機器で行われる。さらに負荷を自動的に識別するために、負荷２が切替機器４に接続された後、切替機器４が所定の持続時間の間、導通接続され、続いてエネルギー送出の時間的経過を求め、そこから接続された負荷２の形式を求めることができる。接続された負荷２についてすでに必要エネルギーおよび必要エネルギーをカバーするための時間枠が記憶されており、変更するべきではない場合、これにより装置５の必要なパラメータすべてが得られる。これにより本発明をとくにユーザフレンドリーに実施することができる。

記録されたエネルギー送出の時間的経過を分析することに関しては、測定信号が周波数領域または画像領域に変換される。ここではとりわけＦＦＴ、ＤＦＦＴ、ＤＣＴ、ウェーブレット変換またはガボール変換が行われる。この関連で少なくとも１つの測定信号がデジタル信号として処理されると有利である。

本発明はさらに第２の方法として、エネルギー分配網１に接続された少なくとも１つの負荷２のエネルギー供給を制御するための方法に関する。この方法では、ユーザによって第１の制御ユニット３にエネルギー取り出しガイドラインが通知され、第１のエネルギー供給企業の少なくとも１つの第１のメッセージが前記第１の制御ユニット３により受信され、第２のエネルギー供給企業の少なくとも１つの第２のメッセージが前記第１の制御ユニット３により受信され、前記第１の制御ユニット３が、少なくとも前記第１または第２のメッセージに基づいて前記第１または第２のエネルギー供給企業がそれぞれ前記エネルギー取り出しガイドラインを満たすか否かを検査し、前記第１および第２のエネルギー供給企業から、前記エネルギー取り出しガイドラインを他のエネルギー供給企業よりも良く充足するエネルギー供給企業を少なくとも１つの負荷２にエネルギー供給するために選択する。

これによってエネルギー分配網１の加入者に、使用可能または提供可能である場合には、たとえばコストまたは環境保護の観点で加入者の要求に対応するエネルギーが供給されることを保証できる。これにより加入者または消費者は、エネルギー供給企業に対してエネルギー取り出しガイドラインを意図的に設定することができる。なぜなら加入者はとりわけエコロジカルに生産された電流および／または熱に対しては、原子力発電からの電流に対するよりも高い料金を払う用意があるからである。

第１および第２のエネルギー供給企業の他に別のエネルギー供給企業を設定することもでき、本発明の方法によって評価される。

第１および第２のメッセージは好ましくは前にすでに説明した第１のメッセージに対応して形成されている。

第１および第２のエネルギー供給企業も同様に電気および／または熱エネルギー（地域熱）を供給するエネルギー供給企業である。

エネルギー取り出しガイドラインは、加入者またはユーザによる特定の優先度に関する設定であり、エネルギーを取り出す際に、たとえばエネルギーをできるだけ低コストで、できるだけ電源負荷を小さくして、環境負荷をできるだけ小さくして、ＣＯ２負荷をできるだけ小さくして、および／または再生可能エネルギーの割合をできるだけ大きくして引き出すべきであるか否かを考慮する。

第１および第２のメッセージを送信した後、どのエネルギー供給企業が所定のパラメータにもっとも良く対応しているかについて評価され、このエネルギー供給企業を選択する。このために本発明の改善形態では、第１と第２のエネルギー供給企業の検査の際に、第１のエネルギー供給企業によるエネルギー引き出しガイドラインの充足についての第１の値と、第２のエネルギー供給企業によるエネルギー引き出しガイドラインの充足についての第２の値とが求められる。続いて前記第１の値と前記第２の値が比較される。

択一的にまたはこれに関連して評価マトリクスを作成することができる。ここでは種々の重み付けを種々のパラメータに設定することもでき、この評価マトリクスが評価される。

エネルギー供給企業の形態に応じて、該当するエネルギー供給企業を選択した後はさらなる通信をこのエネルギー供給企業とは行わず、たとえばこのエネルギー供給企業が、加入者がいずれにしろ納入契約を結んでおり、この納入契約が選択された料金を含む場合には、エネルギーを所定の時間の間はこのエネルギー供給企業から引き出すこともできる。

しかしたとえば選択されたエネルギー供給企業と特別の契約がない場合には、この選択されたエネルギー供給企業にさらなる負荷２のエネルギー供給を選択したことが通知される。これにより加入者は、エネルギーまたは特定の時間に特定の条件でエネルギーを引き出すことのできる権利を購買する。加入者または負荷が接続されているエネルギー分配網１を介してエネルギーを引き出した後、該当するエネルギー分配網１を所有するエネルギー供給企業は、選択されたエネルギー供給企業とのコストを精算する。

好ましくは本発明の第２の方法は、装置５とりわけ図面で説明した構成よって実施される。ここで本発明の装置５は可動の負荷２、たとえば電気自動車に配置されている。これにより携帯電話のローミングのように、海外でも特定の基準を満たすエネルギー供給企業を介して電流を引き出すことができる。

本発明によれば、負荷へのエネルギー送出および／またはエネルギー分配網１へのエネルギー供給を計画および／または制御するために、該当する料金および／または電源負荷が発生する確率が形成され、送信される。ここで好ましくは、該当する第１のメッセージが第１の制御ユニット３によって受信される。

これにより料金および電源負荷をフレキシブルに計画することができる。ここでは料金が提供され、電源負荷が予測されるだけではなく、追加の記述を補完することのできる該当する記述が、どのような確率で前記記述が発生するかを表す付加的な確率値により考慮される。第１のメッセージを繰り返し更新することにより、確率値を常時適合することができる。これにより、たとえば負荷に対してエネルギー低減の長期的計画が可能になる。なぜなら該当する料金がたとえば天候に依存して実際に発生するか否かを推定することができるからである。これによりさらに、エネルギー供給業者がより頻繁に種々の料金を提供することができる。なぜなら料金をそれらが発生するまでの時間により適合することができるからである。負荷側ではこれによりエネルギーの購入を長期間かつフレキシブルに計画することができるという利点が得られる。とりわけハウス側の光電池設備も含む種々のエネルギー提供者またはエネルギー供給業者の料金および電源負荷予測を比較することにより、固有のエネルギー消費、その時間枠、ならびに自律的なエネルギー生産をより良好に計画することができる。これにより電流分配網の負荷を緩和することができ、負荷のエネルギーコストも低下する。これにより電流分配網の良好な負荷が可能であり、これにより電流分配網も建造を省略することができる。

多くの適用例では発生する必要エネルギーをカバーするために多数のエネルギー供給者が準備される。典型的には第１のエネルギー供給者と負荷は、地域的な第１のエネルギー分配網内に、とりわけ家庭内に配置される。第２のエネルギー供給者はたとえば従来のエネルギー供給企業または近隣の小発電所とすることができる。エネルギー供給者は、予想される目下のおよび／または計画された料金および／または電源負荷に関して、また該当する料金および／または電源負荷の発生確率に対する値に関して２つのメッセージを形成し、送信する。もちろん同様に対応するメッセージを送信する別のエネルギー供給者を設けることもできる。

前にすでに述べたように、制御可能な切替機器に接続された負荷２の必要エネルギーおよびこの必要エネルギーをカバーするための時間枠が第１の制御ユニット３に通知される。第１の制御ユニット３は、第１および／または第２のメッセージに含まれる情報に基づいて、負荷へのエネルギー送出のための時間計画を作成する。ここでは第１の制御ユニット３がファジーロジックの手段を使用することができる。時間計画を作成した後、切替機器４は作成された時間計画にしたがい所定の時間枠内で導通接続される。

使用可能なデータに基づき計画は、変化する天候条件を考慮することができる。さらに種々の負荷の形式を考慮し、クリティカルでない負荷の場合には大きな給電リスクを負うこともでき、これにより良い価格が達成される。たとえば確率値が小さいことと、推奨されるエネルギー供給量またはエネルギー能力がとくに有利な価格を伴うこととを、とりわけ完全停止を覚悟しなければならないほど確率値が小さい場合に取り決めることができる。天候条件がとくに不安定な場合であって、確率値が常時変化する場合でも、意味のある需要に応じた電源計画を作成することができる。

メッセージにより、確率値に基づいて異なる料金を頻繁に発行し、とりわけ負荷の領域でエネルギー管理を良好に計画することができる。とりわけ付加的な固有のエネルギー供給者を経営するエネルギーバイヤーは、これにより計画および制御で格別の手段を獲得し、これにより経済的改善の他にエネルギー分配網へ作用を及ぼすことができる。

本発明の改善形態では、第１のメッセージにしたがって計画されたエネルギー供給量が負荷の必要量よりも大きい場合、計画された時間枠内で使用可能なエネルギー量、計画された料金、および当該エネルギー量と料金を維持する確率に関する第３のメッセージが作成され、当該第３のメッセージが地域の第２のエネルギー分配網に送信される。これによりすでに確保されている、または負荷による必要な引き出し量を上回るエネルギーを生産する場合には、該当する余剰のエネルギー量を隣接する地域に販売することを試みることができる。同様に確率値を含む第３のメッセージにより、潜在的な買い手はすでに早期に該当するエネルギー量を自分の計画に取り込むことができる。生産環境でエネルギーを提供および買い取ることにより、地域を越えた電源負荷を低減することができる。

ここでは第３のメッセージを、もっとも上位のエネルギー供給機関の地域にある負荷に分配することができる。所定の時間内に買い手が存在しなければ、該当するメッセージをより高いレベルへ送信等することができる。

たとえば光電池施設を備える家庭の予想をすることができ、たとえば太陽照射が強ければその時点で必要とされるよりもより多くのエネルギーが形成される。 このエネルギーを蓄積するのではなく、この家庭の周囲にある所定の環境内、たとえば通りまたは町内で第３のメッセージが送信される。形成された電流が隣接地域内で使用されれば、これにより送電線容量を節約することができる。

任意の形式のエネルギー蓄積器もエネルギー供給機関と見なすことができる。したがって電気自動車に蓄電された電気エネルギーを、料金が高いときまたは電源負荷が大きいときに電源網に荷電し、電気自動車を後の料金の有利な時間にフル充電することができる。

確率値に基づいて今までよりも良好に計画をすることができる。

提案された方法の一部のステップをそれぞれ異なる装置で実施することができる。

Claims (15)

1. 負荷（２）へのエネルギー送出および／またはエネルギー分配網（１）へのエネルギー供給を計画および／または制御する方法であって、
   第１のエネルギー供給機関から、予想される目下のおよび／または計画された料金および／または電源負荷に関して、ならびに該当する料金および／または電源負荷の発生確率に対する値に関して第１のメッセージを形成し、送信する、方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   前記第１のメッセージは第１の制御ユニット（３）により受信される、ことを特徴とする方法。
3. 請求項１または２に記載の方法において、
   第２のエネルギー供給機関から、予想される目下のおよび／または計画された料金および／または電源負荷に関して、ならびに該当する料金および／または電源負荷の発生確率に対する値に関して第２のメッセージを形成し、送信する、ことを特徴とする方法。
4. 請求項２または３に記載の方法において、
   制御可能な切替機器（４）に接続された負荷（２）の必要エネルギーおよび当該必要エネルギーをカバーするための時間枠が前記第１の制御ユニット（３）に通知され、
   前記第１の制御ユニット（３）が、前記負荷（２）へのエネルギー送出のための時間計画を、前記第１のメッセージおよび／または前記第２のメッセージに基づいて作成し、
   前記切替機器（４）は前記作成された時間計画にしたがい所定の時間枠内で導通接続される、ことを特徴とする方法。
5. 請求項５に記載の方法において、
   前記第１のエネルギー供給機関と前記負荷（２）は、地域的な第１のエネルギー分配網内（１）に、とりわけ家庭内に配置されている、ことを特徴とする方法。
6. 請求項２から５までのいずれか一項に記載の方法において、
   前記第１のメッセージにしたがって計画されたエネルギー供給量が前記負荷（２）の必要量よりも大きい場合、計画された時間枠内で使用可能なエネルギー量、計画された料金、および当該エネルギー量と料金を維持する確率に関する第３のメッセージが作成され、
   当該第３のメッセージが地域の第２のエネルギー分配網に送信される、ことを特徴とする方法。
7. 請求項１から６までのいずれか一項に記載の方法において、
   計量的予測データならびに統計的電源負荷データが評価され、これらのデータに基づいて料金および／または電源負荷が計画され、計画された料金および／または電源負荷を維持する確率に対する値が求められる、ことを特徴とする方法。
8. 請求項１から７までのいずれか一項に記載の方法において、
   前記第１および／または第２および／または第３の情報は、送出可能なエネルギー量および／または計画された送出可能な電力および／または使用可能な最大電力および／または計画された送出可能な電流強度を含む群から選択される、ことを特徴とする方法。
9. エネルギー分配網（１）に接続された少なくとも１つの負荷（２）へのエネルギー送出を制御する方法であって、
   目下および／または将来の料金および／または電源負荷に関する第１のエネルギー供給企業の第１のメッセージが第１の制御ユニット（３）によって受信され、
   前記負荷（２）が制御可能な切替機器（４）、とりわけ制御可能なソケットに接続され、
   前記負荷（２）の必要エネルギーおよび当該必要エネルギーをカバーするための時間が、前記第１の制御ユニット（３）に通知され
   前記第１の制御ユニット（３）は前記切替機器（４）を所定の時間内で、前記負荷（２）の必要エネルギーを予想される最小の電源負荷でもおよび／またはもっとも有利な料金でカバーできる少なくとも１つの時間インターバルで導通接続する、ことを特徴とする方法。
10. 請求項９に記載の方法において、
    前記負荷（２）が前記切替機器（４）に接続された後、当該切替機器（４）は所定の持続時間の間、導通接続され、
    続いてエネルギー送出の時間的経過が求められ、そこから接続された負荷（２）の少なくとも１つの形式が求められる、ことを特徴とする方法。
11. 請求項９または１０に記載の方法において、
    エネルギー送出の時間的経過が実質的にエネルギー送出全体の間に前記負荷（２）の必要エネルギーをカバーするまで測定され、エネルギー送出データとして前記第１の制御ユニット（３）に通知される、ことを特徴とする方法。
12. 請求項１１に記載の方法において、
    特定の負荷（２）について記憶された複数のエネルギー送出データから、当該特定の負荷（２）の記憶された必要エネルギーが所定の時間間隔で、前記第１の制御ユニット（３）によってこれまで実際に行われたエネルギー送出に適合される、ことを特徴とする方法。
13. エネルギー分配網（１）に接続された少なくとも１つの負荷（２）へのエネルギー供給を制御する方法であって、
    ユーザによって第１の制御ユニット（３）にエネルギー引き出しガイドラインが通知され、
    第１のエネルギー供給企業の少なくとも１つの第１のメッセージが前記第１の制御ユニット（３）により受信され、
    第２のエネルギー供給企業の少なくとも１つの第２のメッセージが前記第１の制御ユニット（３）により受信され、
    前記第１の制御ユニット（３）が、少なくとも前記第１または第２のメッセージに基づいて、前記第１または第２のエネルギー供給企業がそれぞれ前記エネルギー基準ガイドラインを満たすか否かを検査し、
    前記第１および第２のエネルギー供給企業から、前記エネルギー引き出しガイドラインをそれぞれ他方のエネルギー供給企業よりも良く充足するエネルギー供給企業を少なくとも１つの前記負荷（２）にエネルギー供給するために選択する、ことを特徴とする方法。
14. 請求項１３に記載の方法において、
    前記選択されたエネルギー供給企業に、前記少なくとも１つの負荷（２）にエネルギー供給するために選択したことを通知する、ことを特徴とする方法。
15. 請求項１から８までのいずれか一項および／または請求項９から１２までのいずれか一項および／または請求項１３または１４に記載の方法。

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